光学遥感中的定量模型

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1、光学遥感中的定量模型徐世武光学遥感中的定量模型统计模型物理模型混合模型统计模型基于陆地表面变量和遥感数据的相互关系，优点在于容易建立并且可以有效地概括从局部区域获取的数据；缺点，拓展后的模型一般都是有地域局限性的，不能解释因果关系。物理模型遵循遥感系统的物理规律，优点，可以建立因果关系，如果初始的模型不好，通过加入最新的知识信息就可以知道该在哪部分改进模型，缺点，建立模型的过程漫长而曲折。模型是对现实的抽象，所以一个逼真的模型可能非常复杂，包含大量的变量。混合模型统计模型与物理模型结合的混合模型所有的遥感定量模型都利用：光谱、空间、时间、角度和极化。通过定量模型陆地表面可以用连续变量

2、（如叶面积指数、反射率）和分类变量（如土地覆盖）来描绘。基本概念数字值辐亮度立体角辐照度二向性反射率及反照率地球外的太阳辐照度数字值遥感统计模型总是利用数字值来直接估计地表特征变量。DN传感器接收光谱信号时，能分辨的最小辐射差。在遥感图象上表现为每一像元的辐射量化级(D)。如6bit,7bit,8bit,11bit,……一个6-bit的传感器可以记录26级（64）的亮度值，一个8-bit的传感器可以记录28级（256）的亮度值，一个12-bit的传感器可以记录212级（4096）的亮度值辐亮度单位立体角和单位面积上的能量，是指单位立体角单位面积上和在单位波长上的能量。数字值和辐亮度是

3、线性关系，利用转换系数生成光谱辐亮度避免波段宽度不同的影响。确定转换系数的过程叫传感器定标立体角球面面积除以球半径的平方称为立体角辐亮度的方向性可以用立体角来描述，是二维空间角量测的扩展。立体角经常用极坐标下的天顶角和方位角来表示。立体角是以锥的顶点为心，半径为1的球面被锥面所截得的面积来度量的，度量单位称为“立体弧度”。和平面角的定义类似。在平面上定义一段弧微分S与其矢量半径r的比值为其对应的圆心角记作dθ=ds/r；所以整个圆周对应的圆心角就是2π；定义立体角为曲面上面积微元ds与其矢量半径的二次方的比值为此面微元对应的立体角记作dθ=ds/r^2；由此可得，闭合球面的立体角都是

4、4π。立体角太阳高度角（elevationangle）和太阳天顶角（zenithangle），辐照度辐亮度在半球空间上总的立体角积分，经常叫做通量密度简称通量。（单位时间内，物体在垂直发射方向的单位面积上，在单位立体角内发射的一切波长的能量）二向性反射率及反照率从非发光体表面反射的辐射与入射到该表面的总辐射之比。反照率的值介于0(完美的黑体)到1(完全反射)之间。地球外的太阳辐照强度到达大气上界（TOA）的辐照度依赖于太阳和地球的天文学距离。太阳常数：地球在日地平均距离处与太阳光垂直的大气上界单位面积上在单位时间内所接收的所有波长太阳辐射的总能量。地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个

5、常数，描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时，在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。近年来通过各种先进手段测得的太阳常数的标准值为1353w／m2。一年中由于日地距离的变化所引起太阳辐射强度的变化不超过上3.4％。遥感建模系统场景生成场景辐射建模大气辐射传输建模导航建模传感器建模制图和面元划分一个前向建模流程将预测在一定的环境和传感器条件下将得到什么样的遥感数据；一个基于物理反演流程可以从遥感数据中得到陆地表面各种地球物理和生物物理变量。遥感建模系统场景生成定量描述陆地表面目标及背景的类型，数目及空间分布之间的关系是对景观理解的定量描述高分辨

6、率模型适用于场景要素比像元大的时候；低分辨率模型刚好相反。低分辨率模型可以看作是连续的混合模型的一种，其比例由场景模型中各元素大小和形状与像元内的相对密度来确定；高分辨率模型和计算机图形学密切相关。分形系统、L系统场景模型是遥感机理研究的关键场景模型是遥感机理研究的关键组成,通过调查光与遥感像元场景的相互作用,可以帮助人们理解遥感信号产生的机理,并验证遥感物理模型.从植被野外测量、三维结构真实遥感像元场景的参数化描述、场景数据结构、场景生成方法和流程等方面阐释了遥感像元场景模型.植被的野外测量和统计是结构真实场景的基础;场景生成方法为:(1)使用L系统生成结构真实植株,进而生成遥感像

7、元场景;(2)按统计规则直接生成遥感像元场景.试验表明该遥感像元场景模型可以生成符合遥感像元统计规律的三维场景,是准确和便捷地计算光与植被相互作用的可靠基础.场景的仿真生成方法基于三维几何模型的地表场景建立在利用三维几何模型建立地表场景过程中目标和背景一般是分别建模的，并且目标和背景的数据库可以预先定义好并存储起来，使用时直接调用，目标几何模型的建立方法：多幅图片提取法，信息处理及模式识别软件生成法，常用的三维建模软件AUTOCAD、3DMAX等；优点是灵